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如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO’轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数...

如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO’轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,ab边长l1=0.5m,bc边长l2=0.4m,线圈总电阻r=1Ω.线圈转动的角速度ω=100rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2T.线圈两端外接R=9Ω的电阻和一个理想交流电流表.
求:(1)从图示位置开始计时,闭合电路中电流随时间变化的函数表达式;
(2)电流表的示数;
(3)电阻R上消耗的电功率.

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(1)先求出最大电动势,写出电压的瞬时表达式,再根据闭合电路欧姆定律求出电流的瞬时表达式; (2)电流表测量的是有效值; (3)根据功率公式P=I2R即可求解. 【解析】 (1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=nBSω=40×0.5×0.2×0.4×100V=160V 从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值为:e=160cos100t 所以电流的瞬时表达式为:i=(A) (2)电流表测量的是有效值, 所以电流表的示数为:I= (3)根据功率公式得:P=I2R=1152W 答:(1)从图示位置开始计时,闭合电路中电流随时间变化的函数表达式为i=16cos100t(A); (2)电流表的示数为; (3)电阻R上消耗的电功率为1152W.
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考点分析:
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如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.OΩ,电压表为理想电表,其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦.
(1)通过电阻R的电流方向如何?
(2)电压表的示数为多少?
(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动1.0m的过程中,通过导体棒的电荷量为多少?

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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